控制工程基础提纲

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六.改善二阶系统性能的常用方法 1. PID控制方法； 2. 测速反馈控制方法
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Ch3.4线性系统的稳定性分析 一. 稳定的充要条件 二. 稳定性判别的Routh判据 三. 稳定性判别的Hurwitz判据 要求：掌握熟练其中一个稳定性判据。
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Ch3.5线性系统的稳态误差计算 一. 系统的误差与稳态误差以及相互关系 二. 单位负反馈系统稳态误差的计算
开环极点
六.根轨迹与虚轴的交点
1. s j 代入特征方程
n
m
D s s pi K * s z j 0
i 1
j1
R jI 0
R 0
I
0
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2. 利用Routh表方法 七. 根轨迹的起始角和终止角
pi
m
z j pi
n
p j pi
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四. 二阶系统的单位阶跃响应 1.欠阻尼
ct 1
ent
1 2
sin dt
2. 零阻尼
tg 1
1 2
c(t) 1 cosnt
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3.临界阻尼
c t 1 ent ntent 1 1 nt ent
五. 欠阻尼二阶系统的动态过程分析 1.三个衡量系统响应快速性能指标 峰值时间：t p 上升时间： tr 调节（过渡）时间：ts 2.两个衡量系统响应平稳性的性能指标 超调量： 振荡次数
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Ch3.2 一阶系统的时域分析 一. 数学模型(传递函数)
C( s ) 1 R( s ) Ts 1
二. 一阶系统的阶跃响应 1t c( t ) 1 e T
三.一阶系统阶跃响应的性能指标 过渡时间：系统输出（响应）与其稳态值误差绝 对值小于2%所对应的最小时间。
ts 4T
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第四章 线性系统的根轨迹法
Ch4.1 根轨迹的幅角条件
n
s pi
K*
i 1 m
s zj
j1
m
n
j i 2k 1
j 1
i 1
k 0, 1, 2,
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Ch4.2 根轨迹绘制的基本法则
一. 根轨迹起点与终点
二. 根轨迹分支条数，连续性和对称性
三. 判断实轴上某一区段是否为根轨迹
四.信号图的绘制
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五.梅逊(Mason)公式 要求：利用结构图的等效变换和简化求整个系统 传递函数与利用信号流图及梅逊(Mason)公式求 系统传递函数掌握其中一个。
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第三章 线性系统的时域分析法
Ch3.1 系统时间响应的性能指标 一. 时域分析的三大任务：1.系统分析；2. 综合或设计；3.系统模型辨识。 二. 典型输入信号: 单位阶跃函数;单位斜坡函数;单位加速度函数; 单位脉冲函数;正弦函数. 二.系统响应过程： 1.动态过程；2.稳态过程
ess ess
lim
s0
sE
s
lim
s0
1
sR s GsH
s
三. 与输入有关的稳态误差 阶跃、斜坡和加速度三个典型输入信号对应的各 自系统稳态误差
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四.与系统类型有关的稳态误差 开环无积分环节、有一个积分环节、有两个积
分环节，系统分别对应阶跃、斜坡和加速度三个 典型输入信号时的稳态误差计算。
Ch1.2自动控制系统的分类 一. 按输入量的特征分类 1.恒值控制系统; 2.程序控制系统; 3.伺服系统. 二. 按系统中传递信号的性质分类 1.连续控制系统; 2.离散（数字）控制系统
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三. 线性系统和非线性系统 1. 线性控制系统; 2. 非线性控制系统
Ch1.3对控制系统的基本要求 1.稳定性; 2.精确性; 3.快速性（动态性能）.
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第一章 自动控制的一般概念
Ch1.1 基本原理与方法 一. 反馈控制原理 自动控制的定义； 反馈控制的本质。 二．反馈控制系统的基本组成 1.给定元件; 2.反馈元件; 3.比较元件; 4.放 大元件; 5.执行元件; 6.校正元件.
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三. 基本控制方式 1.开环控制； 2. 闭环反馈控制
四. 一阶系统的单位斜坡响应 性质： (1)经过足够长的时间(≥4T)，输出增长速 率近似与输入相同； (2)输出相对于输入滞后时间T； (3)稳态误差=T
1t
c( t ) t T Te T
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Ch3.3 二阶系统的时域分析 一. 传递函数
二.闭环特征方程根（闭环极点）
三.四种阻尼 欠阻尼： 0< <1；临界阻尼：=1 过阻尼： >1； 零阻尼： =0
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第二章 控制系统的数学模型 Ch2.1 控制系统的时域数学模型 一.建立控制系统中元件时域数学模型步骤 二.建立整个控制系统时域数学模型步骤 三.时域数学模型的标准形式 四.丝杠传动系统时域数学模型的建立
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Ch2.2 控制系统的复数域数学模型(传递函数) 一.拉氏变换的主要运算定理 1.线性定理； 2.微分定理； 3.位移定理； 4.终值定理 二.传递函数的定义和性质 1.前提条件: (1)时域数学模型为线性定常系统；
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Ch2.3 控制系统的结构图与信号流图
一.结构图的组成与绘制 二.结构图的等效变换和简化 1.串联方框的简化; 2.并联方框的简化; 3.反馈方框的简化; 4.基于比较点的简化; 5.基于引出点的简化.
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三.信号图的组成及性质
1.组成: (1)节点:输入节点;输出节点;混合节点. (2)支路. (3)通路. (4)回路. (5)不接触回路.
四. 根轨迹的渐近线与实轴交点坐标、与
实轴倾角
n
m
pi z j
＝
a
i 1
j 1
nm
a
(2k 1)180 ; nm
k 0,1,
,n m 1
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五. 根轨迹的分离点(重合点): d
m
1
n
1
j1 d z j i1 d pi
z j j 1, 2, m 开环零点
pi i 1, 2, n
(2)零初始状态.
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三.典型元件的传递函数
比例环节 一阶微分环节 二阶微分环节 纯微分环节
b
c
K
( is 1)
(
2 l
s
2
2
l
l
s
1)
G(s)
i 1 d
l 1 e
sv (Tjs 1) (Tk2s2 2 kTk s 1)
j 1
k 1
s
es
积分环节
惯性环节
振荡环节
延迟环节
注意：各典型元件的标准形式